基于科學探究能力的高中化學教學

浙江省杭州市蕭山區第三高級中學 何梁君

科學探究活動包括科學家的探究活動以及學生的探究活動，科學家和學生的探究活動存在對象、方法以及結果差異。學生科學探究活動的對象是學生未知的，采用簡單的方法，提高學生對各個事物以及現象的認知，學生利用科學實踐制作科技物品，使學生的生活質量得到改善，教師要注重發展學生的科學探究能力，引導學生開展科學探究活動，確保探究方法的規范嚴謹，并且要有一定的創新。通過客觀探究活動，深化學生對現實的認知，改善人類的生活質量。

一、發展科學探究能力的含義

第一，科學探究的含義。科學探究是指通過一定的過程、方法探索客觀事物，讓學生研究并質疑客觀事物，現代教育的科學探究指的是科學探究活動、科學探究技能。科學探究需要學生的科學發現、解釋、創造、應用，流程包括提出問題并假設、設計方案并實施，通過獲取證據進行分析解釋并建構模型，真實問題的探究要符合一般科學認知規律，模型的功能化具有一定的遷移應用價值，有助于形成結論并根據結論交流、評價。

第二，科學探究能力的含義。科學探究能力是指在不同情境中，學生的批判思維、理性思維，構成要素包括科學態度、科學思維、批判質疑態度、探究意識，教師要以嚴謹的態度運用科學知識探究，運用相關技能判斷并解決問題。教師對學生科學探究能力的培養，重在發展學生的科學態度、批判質疑態度、科學思維。教師要培養學生的探究意識，培養學生勇于探究的精神，保護學生的探究意識，提升學生的探究能力，促使學生的科學探究能力得到發展。

第三，注重對學生科學探究能力的培養。構成科學探究的要素包括提出問題、對問題進行猜想與假設，并且要制訂可行性的計劃，根據計劃收集證據并進行實驗，從而進行解釋，得出結論，對結論進行反思與評價。科學探究注重對學生探究意識的培養，有助于學生掌握探究方法，豐富學生的探究體驗，促進學生形成探究能力。

二、基于發展科學探究能力的高中化學教學策略

高中化學實驗以科學探究實踐活動為主，高中化學教學中，教師要發展學生的科學探究能力，培養學生的科學素養。有些學校的科學探究活動只是流于表面形式，無法轉化為實際成果。

在科學探究活動中，教師要創設趣味性的化學實驗情境，學生受到趣味性情境的感染，對化學實驗會更加投入，有助于學生對實驗中涉及知識的探究，通過營造良好的實驗氛圍，激發學生對實驗的探究欲望。教師要設計、組織和指導科學探究活動，著眼于發展學生的科學探究能力。有些學生覺得書面考試中的探究題很難，教師要了解科學探究的構成要素，在高中化學實驗操作中關注實驗原理以及實驗操作的規范性，學生要按照實驗要領和步驟操作，讓學生認真分析、解決實驗中的問題，在實驗中培養學生持之以恒的品質和堅強的意志力，培養學生不屈不撓、堅忍不拔的品質，培養學生對實驗的信心。

通過開展科學探究活動，培養學生的科學探究能力和思維品質，培養學生樂于探究的科學精神，內化學生的批判質疑態度以及科學思維。批判質疑態度和科學思維的靈活運用，有助于學生解決化學問題，增強學生的社會責任感，有助于學生在社會生產活動中研究并解決科學問題。以下具體分析基于發展科學探究能力的高中化學教學實踐策略。

（一）在實驗教學中發展學生的探究能力

1.利用問題導入增強學生的探究欲望

不同學生的性格特點、認知水平、接受能力、化學基礎存在差異，教師采用傳統一刀切的教學理念設置問題，無法滿足學生的多元化學習需求，無法調動學生的學習積極性。教師要改變這種教學理念，重視問題情境的創設，根據學生的個體差異，設置針對性的探究問題進行導入，通過問題導入，激發學生的求知欲，讓學生感受到化學學習的樂趣。學生在思考、解答問題的過程中，有助于挖掘學生的潛能，激發學生的探究興趣，在科學探究活動中需要解決問題，從而能提升學生的探究能力以及化學學科素養。

例如，在“金屬化合物”的教學中，教師要讓學生了解碳酸鈉的化學性質，可以設置問題進行導入。教師給學困生和中等生設置問題為：大家有沒有在生活中見過生銹的蘋果？給學優生設置的問題為：蘋果生銹的原因是什么？學生針對這些問題進行思考并發言，經過教師的啟發以及學生的探討，學生得出了結論：蘋果中的二價鐵離子會被空氣中的氧氣氧化，從而形成三價鐵離子。這樣的生活實例，能讓學生開展科學探究，有助于學生根據所學知識解決實際問題。

2.聯系實際生活開展實驗探究

高中生的生活閱歷有限，有些學生對這些真實的情境感到陌生，因此教師要根據實際生產、生活創設具體的問題情境，確保化學與生活具有一定的關聯度。由于化學與環境保護、科技創新密切相關，在高中化學教學實踐中，教師要選擇化工生產、科學實驗方面的素材，引導學生聯系實際生活開展實驗探究，激發學生對化學知識的探究欲望，引導學生樹立正確的價值觀念，讓學生從實際生活中感受化學的魅力，激發學生對化學知識的學習興趣；讓學生深入思考化學對生活、生產的推動作用，從而實現對科學探究能力的培養目標；讓學生利用化學學科知識解決日常生產或生活中的問題，能提升學生的化學學科核心素養。

例如，教師在給學生講農產品的化學加工以及生物資源時，讓學生聯系生活考慮大豆是哪些食品的成分，學生聯系實際生活發現由大豆制成的食品包括大豆油、豆腐，但是將大豆制成大豆油和豆腐的過程需要學生用實驗進行探究。學生了解到大豆制豆腐的原理是：在酸堿鹽等化學因素的影響下，大豆中蛋白質的性質發生改變并引起聚沉，從大豆中提取大豆蛋白質并制成豆漿，將凝固劑加入豆漿中，在一定溫度下，大豆蛋白質形成膠體聚沉，從而制成豆腐。大豆制成豆腐的過程，有助于學生了解食品中蘊含的化學知識，從而增強學生對化學知識的探究能力。

又如，生產生活中的素材包括化工生產、實驗過程以及藥物合成，呈現方式為文字流程圖、合成路線圖、裝置圖。實驗室用廢鐵屑制備硫酸鐵進行探究實驗，這種變廢為寶的實驗活動，能創設真實的情境，促進學生運用化學知識解決實際問題，讓學生感受到化學與實際生產生活的聯系，了解化學學科的價值，培養學生正確的化學價值觀念。

3.在合作交流中營造科學探究氛圍

高中化學教學中，教師要通過合作交流的方式開展探究活動，教師對探究活動的設計，要給學生預留合作交流的時間，教師將學生分為若干小組，給各小組布置探究任務，引導學生在組內合作探究學習，讓學生收集實驗信息資料，學生在小組內提問并開展實驗活動，教師鼓勵學生在組內互幫互助、取長補短，鼓勵學生改正探究中出現的錯誤。學生對探究活動的主動參與，有助于培養學生的創新意識，營造寬松和諧的氛圍，讓學生體驗合作學習的樂趣，從而培養學生的發散性思維。

例如，在“氯及其化合物”的探究中，教師將學生分為若干小組，引導學生在探究中了解物質類別、原子結構以及元素價態，構建認識模型進行預測和檢驗，同時教師要自制有助于存儲的消毒劑，圍繞消毒水的成分探究。學生設計實驗方案，提出關于實驗方案的假設，教師指導學生設計正確的實驗證明自己的假設。學生以小組為單位開展實驗，在小組內設計實驗方案并進行實驗探究，通過收集證據推理論證，從而得出結論，教師要引導學生對比各個小組的實驗現象和實驗結果。

教師要鼓勵學生探究實驗中的異常現象，讓學生通過預測與假設分析異常現象，增強學生的科學探究能力，各個小組針對實驗中的不足之處進行改進，選出實驗現象和實驗結果最佳的實驗方案。教師對最佳實驗方案小組進行表揚或物質獎勵，激勵學生進行實驗探究，培養學生的科學實驗探究能力。

又如，在“石油的分離”實驗教學中，教師讓組員完成組裝實驗儀器，并檢查整套裝置的氣密性，也有一些成員負責取用液態混合物、準備碎瓷片，實驗開始后，小組成員關注溫度計及蒸汽溫度，理解蒸汽冷凝為冷凝水后的上口出、下口進。對問題的探究有助于學生鞏固概念，在小組內學優生帶動學困生，有助于學生之間的交流與進步，從而提升學生的探究能力。

4.利用多媒體培養學生的探究能力

高中化學教學中，教師要利用多媒體輔助教學，利用多媒體設備給學生展示化學實驗中的藥品，以生動形象的方式給學生展示實驗步驟、注意事項，吸引學生的注意力，培養學生的探究興趣，讓學生感受化學探究實驗的趣味性，培養學生的實驗科學探究能力。

例如，在“富集在海水中的元素——氯”的教學中，氯元素在生活中很常見，教師利用多媒體展示氯氣泄漏、大海、化學武器的視頻、圖片，讓學生探索這些圖片，同時教師給學生呈現氯水，引導學生觀察氯水的特點，從而讓學生循序漸進地探究。

又如，在“有機化合物——甲烷”的教學中，教師利用多媒體給學生展示南極凍土融化并釋放甲烷，使溫室效應加劇，讓學生了解甲烷的用途，學生通過對甲烷的研究，強化了對天然氣的認識，有助于培養學生嚴謹的科學態度以及探索精神，從而提升學生的團隊協作精神，有助于提高課堂教學質量。

5.培養學生的動手探究能力

高中化學教學中，化學實驗是化學教學的重要內容，教師要注重對學生的啟發、引導，給學生演示相關的化學實驗，通過化學實驗深化學生的化學知識、概念。演示過程操作簡單、具有明顯的現象，并且能做到綠色環保，學生的化學實驗演示完成后，教師要引導學生動手操作，培養學生的動手探究能力。

例如，在“濃硫酸具有脫水性”的實驗教學中，教師要讓學生將蘸有濃硫酸的玻璃棒放于表面皿的紙上寫字，教師引導學生觀察實驗現象：濃硫酸使紙張脫水并且會破壞木質桌面，在表面皿中開展化學實驗，有助于保護木質桌面，這一實驗操作簡單，具有一定的脫水性，有助于學生觀察明顯的實驗現象，從而讓學生掌握化學實驗內容，得出化學實驗規律和化學實驗結論。

（二）基于發展科學探究能力的高中化學教學評價

第一，實驗完成后撰寫實驗報告。學生不僅要重視實驗過程，而且要重視實驗結果，在實驗中發現問題及時糾正，防止問題的積累影響化學課程的實驗探究。此外，實驗完成后，教師要讓學生寫出實驗報告、實驗總結。實驗報告和實驗總結是后期實驗探索的資料，學生通過實驗報告自我總結、自我評價、自我反思，有助于推動實驗教學的優化。

第二，教師對學生進行客觀、真實的評價。高中化學教師要建立完善的科學探究評價體系，注重教師評、學生評，教師對學生的評價項目包括對實驗步驟、實驗結果的評價，從教師的視角挖掘探究中的問題，有助于學生及時改進。通過真實、客觀的評價，讓學生了解自己在實驗中的不足，對沒有涉及的實驗問題進行補充學習，有助于學生改進自身的不足。

第三，根據評價結果激勵學生探究。由于高中生具有較強的自尊心，他們需要鼓勵才能有探究的動力，教師要采取激勵措施，鼓勵在化學實驗探究中表現優秀的學生，增強他們的探究信心，讓學生有動力探究深層次的化學實驗問題。

三、結語

綜上所述，高中化學教師要根據新課標以及化學考試大綱的要求，設計具有挑戰性、開放性的探究性學習任務。教師要根據學生的實際情況調整教學方法，讓學生在小組內思考并總結，感受歸納推理、分析解釋、科學論證，教師給學生解答實驗中學生遇到的各種問題，發展學生的科學探究能力，讓學生在實踐中積累經驗，在科學探究中培養學生的創新意識，從而提升學生的綜合素養。